Патрон для установки вала со шпоночным пазом на центрах станка Российский патент 2025 года по МПК B23B31/16 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам технологического оснащения в виде приспособлений для металлорежущих станков.

Известен поводковый патрон, содержащий корпус с центральным отверстием и буртиком, подпружиненный центр, поворотно установленные зажимные кулачки, крестовину и опорное конусное кольцо. При этом подпружиненный центр размещен в центральном отверстии с возможностью осевого перемещения. Крестовина закреплена на подпружиненном центре и сопряжена своим отверстием с буртиком. Конусное опорное кольцо установлено на конусе с возможностью радиального перемещения. Зажимные кулачки выполнены в виде двуплечих рычагов, установленных на осях с возможностью взаимодействия одними своими плечами с закрепляемым валом, а другими - с опорным конусным кольцом, причем оси жестко закреплены на крестовине (SU 591271. Бюл. № 5, 1978).

Однако в конструкции патрона предусмотрены кулачки, которые при закреплении устанавливаемого вала деформируют его поверхность, что снижает качество вала.

Для установки вала на центрах станка известен кулачковый механизированный патрон, содержащий корпус с радиальными пазами на первом его торце и с центрирующим пояском на втором торце, шток, ползуны с наклонными клиновыми выступами и кулачками, размещенные в радиальных пазах, механизм преобразования осевого перемещения штока в радиальные переменные перемещения кулачков, размещенный в корпусе, упорный центр с присоединительным конусом и фланец с коническим отверстием. Фланец закреплен на первом торце корпуса соосно своим коническим отверстием относительно центрирующего пояска, а упорный центр сопряжен присоединительным конусом с коническим отверстием фланца. Механизм преобразования перемещений состоит из двуплечего рычага и толкателя. Причем толкатель выполнен в виде двух полувтулок с наклонными клиновыми пазами, гнездами и боковыми уступами. Наклонные клиновые пазы полувтулок сопряжены с наклонными клиновыми выступами ползунов. Каждая из полувтулок сопряжена своими боковыми выступами с размещенными на корпусе шпонками. Двуплечий рычаг установлен на штоке с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси штока, а концы его плеч расположены в гнездах полувтулок [RU 2693667. Бюл. №19, 2019 (прототип)].

Однако для передачи крутящего момента кулачки патрона закрепляют вал, что приводит к деформации его поверхности. Это ухудшает качество вала.

Проблемой является разработка патрона, обеспечивающего передачу крутящего момента валу со шпоночным пазом, установленному на центрах станка, без его закрепления кулачками.

Техническим результатом является повышение качества вала за счет оснащения патрона дополнительными конструктивными элементами в виде шпонки и фиксатора, исключающими закрепление вала при передаче крутящего момента, а также упрощение конструкции патрона за счет передачи крутящего момента только одним кулачком со шпонкой и фиксатором.

Решение проблемы и технический результат достигаются тем, что патрон для установки вала со шпоночным пазом на центрах станка содержит корпус с радиальным пазом, выполненным на первом его торце, с центрирующим пояском, выполненным на его втором торце, и центральным отверстием, шток, размещенный в центральном отверстии, ползун с наклонным клиновым выступом и кулачком, толкатель с наклонным клиновым пазом, сопряженным с наклонным клиновым выступом, упорный центр с присоединительным конусом и фланец с коническим отверстием, причем ползун размещен в радиальном пазу с возможностью радиального движения кулачка, фланец установлен в центральном отверстии и закреплен на первом торце корпуса соосно своим коническим отверстием относительно центрирующего пояска, а упорный центр сопряжен присоединительным конусом с коническим отверстием фланца. Согласно изобретению он снабжен фиксатором и шпонкой, кроме того толкатель выполнен в виде втулки, закрепленной на штоке и сопряженной с центральным отверстием с возможностью перемещения вдоль его оси, фиксатор выполнен в виде пальца, установленного на кулачке с возможностью радиального перемещения относительно кулачка, шпонка закреплена на кулачке, а палец и шпонка выполнены и расположены с возможностью сопряжения со шпоночным пазом вала.

Оснащение патрона фиксатором позволяет при размещении вала на центрах станка завести подвижный в радиальном направлении палец в шпоночный паз вала и тем самым зафиксировать угловое положение паза относительно шпонки.

Шпонка, закрепленная на кулачке, и ее сопряжение со шпоночным пазом вала обеспечивают передачу крутящего момента валу без его закрепления, что исключает деформацию его цилиндрической поверхности.

Кроме того такой вид передачи крутящего момента сокращает до одного количество кулачков, толкателей, ползунов и радиальных пазов в патроне, исключает из его конструкции направляющие шпонки и пазы для них, а также рычажную передачу между штоком и толкателем.

Таким образом обеспечивается решение проблемы и достижение заявленного технического результата, а именно, повышение качества вала и упрощение конструкции патрона.

Патрон для установки вала со шпоночным пазом на центрах станка поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид спереди, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Патрон содержит корпус 1 с радиальным пазом 2, выполненным на его первом торце, с центрирующим пояском 3, выполненным на его втором торце, и центральным отверстием 4, шток 5, размещенный в центральном отверстии 4, ползун 6 с наклонным клиновым выступом 7 и кулачком 8, втулку 9 с наклонным клиновым пазом 10, сопряженным с наклонным клиновым выступом 7, упорный центр 11 с присоединительным конусом 12, фланец 13 с коническим отверстием 14, фиксатор в виде пальца 15, установленного на кулачке 8 с возможностью радиального перемещения относительно упомянутого кулачка от пружины 16, и шпонку 17, закрепленную на кулачке 8. Ползун 6 размещен в радиальном пазу 2 с возможностью радиального движения кулачка 8. Фланец 13 установлен в центральном отверстии 4 и закреплен на первом торце корпуса 1 соосно коническим отверстием 14 относительно центрирующего пояска 3. Упорный центр 11 сопряжен присоединительным конусом 12 с коническим отверстием 14. Втулка 9 закреплена на штоке 5 и сопряжена с центральным отверстием 4 с возможностью перемещения вдоль его оси. Шпонка 17 и палец 15 выполнены и расположены с возможностью сопряжения со шпоночным пазом 18 вала 19, установленного центровым отверстием 20 на упорном центре 11.

Патрон работает следующим образом.

В корпусе 1 патрона, установленного центрирующим пояском 3 на шпиндель станка (на фигурах не показан), базируют вал 19 со шпоночным пазом 18 путем размещения его одним из своих центровых отверстий 20 на упорный центр 11, а другим - на задний центр, закрепленный в пиноли задней бабки (на фигурах не показаны). Поворачивает вал 19 на центрах станка, добиваясь совмещения его шпоночного паза 18 с пальцем 15. При этом палец 15 под действием пружины 16 заходит в упомянутый паз. От привода сообщают движение штоку 5. Это осевое движение через втулку 9 и сопряжение клинового паза 10 с клиновым выступом 7 преобразуется в радиальное перемещение ползуна 6 с кулачком 8 в радиальном пазу 2. При этом шпонка 17 заходит в шпоночный паз 18, не доходя до его дна, и сопрягается своими боковыми поверхностями с боковыми сторонами паза 18. Образованное таким образом сопряжение шпонки 17 с пазом 18 обеспечивает передачу валу 19 крутящего момента от шпинделя при последующей обработке без его закрепления патроном.

Таким образом, обеспечивается повышение качества вала и упрощение конструкции патрона.

Патрон может быть использован на машиностроительных предприятиях при загрузке и переустановке заготовок в виде валов со шпоночными пазами на технологическом оборудовании.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам технологического оснащения в виде приспособлений для металлорежущих станков. Патрон содержит корпус с радиальным пазом, выполненным на его первом торце, с центрирующим пояском, выполненным на его втором торце, и центральным отверстием, шток, размещенный в центральном отверстии, ползун с наклонным клиновым выступом и кулачком, втулку с наклонным клиновым пазом, сопряженным с наклонным клиновым выступом, упорный центр с присоединительным конусом, фланец с коническим отверстием, фиксатор в виде пальца, установленного на кулачке с возможностью радиального перемещения относительно упомянутого кулачка от пружины, и шпонку, закрепленную на кулачке. Ползун размещен в радиальном пазу с возможностью радиального движения с кулачком. Фланец установлен в центральном отверстии и закреплен на первом торце корпуса соосно своим коническим отверстием относительно центрирующего пояска. Упорный центр сопряжен присоединительным конусом с коническим отверстием. Втулка закреплена на штоке и сопряжена с центральным отверстием с возможностью перемещения вдоль его оси. Шпонка и палец выполнены и расположены с возможностью сопряжения со шпоночным пазом вала, установленного центровыми отверстиями на центрах станка. Обеспечивается повышение качества вала и упрощение конструкции патрона. 2 ил.

Патрон для установки вала со шпоночным пазом на центрах станка, содержащий корпус с радиальным пазом, выполненным на первом его торце, с центрирующим пояском, выполненным на его втором торце, и центральным отверстием, шток, размещенный в центральном отверстии, ползун с наклонным клиновым выступом и кулачком, толкатель с наклонным клиновым пазом, сопряженным с наклонным клиновым выступом, упорный центр с присоединительным конусом и фланец с коническим отверстием, причем ползун размещен в радиальном пазу с возможностью радиального движения кулачка, фланец установлен в центральном отверстии и закреплен на первом торце корпуса соосно своим коническим отверстием относительно центрирующего пояска, а упорный центр сопряжен присоединительным конусом с коническим отверстием, отличающийся тем, что он снабжен фиксатором и шпонкой, кроме того, толкатель выполнен в виде втулки, закрепленной на штоке и сопряженной с центральным отверстием с возможностью перемещения вдоль его оси, фиксатор выполнен в виде пальца, установленного на кулачке с возможностью радиального перемещения относительно кулачка, шпонка закреплена на кулачке, а палец и шпонка выполнены и расположены с возможностью сопряжения со шпоночным пазом вала.